Projet GOUV’AIRNANCE · 25 mars au 10 avril 2016 15 au 30 octobre 2016 1er au 30 janvier 2017 15...

13/12/2018

Projet GOUV’AIRNANCE GABES

Modélisation des particules désertiques : investigations et améliorations

Sonia OPPO / A. Armengaud

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

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AIRESv5

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

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TUN’AIR AIRESv5

• chaîne de

prévision utilisée

par l’ANPE

• développée par

ARIA

Technologies

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

13/12/2018 4

TUN’AIR AIRESv5

• chaîne de

prévision utilisée

par l’ANPE

• développée par

ARIA

Technologies

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

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TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6

• chaîne de

prévision utilisée

par l’ANPE

• développée par

ARIA

Technologies

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

• dernière

configuration de

la chaine AIRES:

LISA &

RAMBOLL

amélioration de la

prise en compte des

poussières

désertiques

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

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TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6

• chaîne de

prévision utilisée

par l’ANPE

• développée par

ARIA

Technologies

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

• dernière

configuration de

la chaine AIRES:

LISA &

RAMBOLL

amélioration de la

prise en compte des

poussières

désertiques

Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations

Partenariat de recherche LISA/AtmoSud: audit et amélioration de la chaîne AIRESv5

Coopération RAMBOLL/AtmoSud: amélioration de la prise en compte des poussières désertiques dans CAMx

Coopérations LISA & RAMBOLL

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Pertinence du

Domaine Europe ?

90x90 mailles

maille de 36km

Comment mieux prendre en compte les poussières d’origine désertiques (DUST) ?

Domaines de simulation météo

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Agrandissement du domaine

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Agrandissement du domaine

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Agrandissement du domaine

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Domaines Mailles (en km)Taille du domaine (en

maille)Temps CPU

EUR36 36 x 36 90 x 90 3h30

EUR36+ 36 x 36 182 x 152 3h50

Episodes de pollution

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4 périodes de simulation:

répartition sur différentes saisons

tester les différentes configurations

cibler des polluants

améliorer la modélisation des DUST

Sélection des épisodes:

Episodes de pollution

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Sélection de 4 épisodes pour lesquels la concentration en poussière

saharienne était élevée:

25 mars au 10 avril 2016

15 au 30 octobre 2016

1er au 30 janvier 2017

15 juillet au 6 août 2017

Evaluer l’amélioration de la modélisation des DUST suite à l’audit de

la chaîne

Episodes de pollution

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Sélection de 4 épisodes pour lesquels la concentration en poussière

saharienne était élevée:

25 mars au 10 avril 2016

15 au 30 octobre 2016

1er au 30 janvier 2017

15 juillet au 6 août 2017

Run de référence = configuration AIRESv5 actuelle

Cartographie des polluants principaux: PM10, PM2.5, NO2, O3 et DUST

DUST

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Site web AIRES Méditerranée

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Site Internet AIRES Méditerranée : www.aires-mediterranee.org

Coopération inter-AASQA

Présentation de la plateforme AIRES

Visualisation des sorties de la chaîne AIRES

Site web AIRES Méditerranée

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Collaboration avec le LISA

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Proposition d’une configuration optimisée Nouvelle référence

Extension du domaine sur la verticale : passage de 500 mbar / 8

niveaux à 200 mbar/20 niveaux

Changement de paramétrisation : humidité du sol / équilibre

thermodynamique de l’aérosol inorganique

Choix des inventaires pour les 3 domaines imbriqués :

HTAP/EMEP/AtmoSud au lieu de HTAP/HTAP/AtmoSud

(sur-représentation des émissions marines anthropiques dans HTAP)

Augmentation du nombre d’itérations du solveur (favorise la

convergence des calculs lors de la résolution des équations physico-

chimiques) sur le domaine cible (région LR/PACA)

Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration

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Peu de changements apportés par la nouvelle configuration

PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée

Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration

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• Concentrations en PM dans la méditerranée pilotées par l’apport de dust,

mais peu d’effet sur la zone cible du choix schéma de soulèvement

les observations, mais pas d’effet significatif sur la

restitution de l’amplitude de l’épisode

PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée Dust Version optimisée

Résultats de l’audit du LISA: Nouvelle configuration

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• Episode simulé toujours bien phasé avec les observations, mais pas d’effet

significatif sur la restitution de l’amplitude de l’épisode

les observations, mais pas d’effet significatif sur la

restitution de l’amplitude de l’épisode

PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée

Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration

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• Episode simulé toujours bien phasé avec les observations, mais pas d’effet

significatif sur la restitution de l’amplitude de l’épisode

les observations, mais pas d’effet significatif sur la

restitution de l’amplitude de l’épisode

PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée

Résultats de l’audit du LISA:schéma de saltation

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• Excès de soulèvement avec le nouveau schéma

Concentrations très fortes sur les deux grands domaines : tester la stabilité du schéma face au vent

sur d’autres épisodes schéma déterminant pour restituer l’épisode

Bonne restitution sur Marseille : perçu comme une coïncidence

26 octobre 2016:

les observations, mais pas d’effet significatif sur la

restitution de l’amplitude de l’épisode

PM10 Version optimisée (à gauche)

PM10 Nouveau schéma (à droite)

Résultats de l’audit du LISA:variabilité quotidienne

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Pas de solution qui permette immédiatement de corriger les biais L’absence d’amplitude dans la restitution des pics saisonniers de particules et des pics

diurnes hivernaux ne peut actuellement pas être résolue par les choix de configuration, ni

même d’inventaire sur le domaine intermédiaire

les observations, mais pas d’effet significatif sur la

restitution de l’amplitude de l’épisodePM10 Marignane, hiver 2017

Amélioration non systématique cependant constatée sur certains sites et périodes

PM2.5 Gardanne, été 2017 (échelles différentes)

Résultats de l’audit du LISA:variabilité quotidienne

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Amélioration des valeurs absolues et de la variabilité de l’ozone

Observé sur l’ensemble des saisons simulées et la plupart des sites

continentaux

O3 Version

AIRES référence

O3 Version optimisée

O3 OHP, printemps 2016 (échelles différentes).

Résultats de l’audit du LISA: effet des conditions aux limites

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L’inventaire HTAP produit de fortes émissions liée au trafic maritime

Intensité suspectée d’être excessive, à évaluer avec l’aide de données de

terrain

Résultats de l’audit du LISA: effet hauteur d’émission

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Concentrations en particules beaucoup plus élevées sur tous les points de grille

associés à des émissions de type industriel, ou sous le vent immédiat de ces

zones Pas d’effet sur les zones urbaines à fort environnement routier

Effet majeur en zone industriel ou certains sites potentiellement en aval à

investiguer

Version optimisée Sensibilité hauteur d’émission

PM2.5 Manosque, automne 2016 (échelles différentes).

Test du schéma chimique gazeux SAPRC en remplacement de MELCHIOR

intérêt du passage à un schéma chimique proposant une spéciation

plus détaillée des VOC ? Peu d’effet sur les PM et sur l’ozone ici (non

montré)

Test du schéma d’advection PPM (Parabolic Piecewise Method) en

remplacement de Van Leer

Aucun effet sur la structure et l’intensité des champs de concentration

des différentes espèces (non montré ici)

Test de sensibilité des résultats aux hauteurs d’émission

Ramener l’ensemble des émissions dans le premier niveau du

modèle, afin d’estimer l’impact des choix actuels de hauteurs

d’émission

Changement du schéma de saltation

Amélioration de la restitution des épisodes de poussières désertiques

par le modèle CHIMERE ?

Simulation sur l’épisode touché par ce phénomène (automne)

Conclusions LISA

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Intégration du module autonome de poussières désertiques WBDUST

• WBDUST génère les émissions de poussières désertiques au format CAMx

• La calcul des émissions de poussières dépend du type de sols (plage, désert,

rocher...), du vent à la surface, de la densité atmosphérique, de la densité des

particules, du contenu argileux, l’humidité des sols, le type de végétation et des

ajustements topographiques depuis les données météo WRFCAMx

• permet de prendre en compte les poussières terrigènes (0,04-2,5 µm et 2,5-10 µm) et

les éléments traces tels que Na, Mg, Ca et K (en fonction de la composition des sols)

Intégration de la nouvelle version de MEGAN• modèle d’émission pour l’estimation des aérosols et des gaz issus des écosystèmes

terrestres

• 150 traceurs considérés et convertis pour les mécanismes chimiques les plus

communs

En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de

prévision opérationnelle

Collaboration avec RAMBOLL

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En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de

prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org

Collaboration avec RAMBOLL

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CAMx /CHIMERE

En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de

prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org

Collaboration avec RAMBOLL

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CHIMERE seul

Modèle de chimie-transport : CHIMERE

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TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6

• chaîne de

prévision utilisée

par l’ANPE

• développée par

ARIA

Technologies

• chaîne de

prévision

opérationnelle

utilisée

actuellement par

AtmoSud

• dernière

configuration de

la chaine AIRES:

LISA &

RAMBOLL

amélioration de la

prise en compte des

poussières

désertiques

Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations

33

TUNAIR

WRF / CHIMERE : TUNAIR (TN)

WRF / CHIMERE : AIRES (FR)

PMSS : TUNAIR HR GABES (TN)

Pas d’équivalent en région Sud (FR)

TUNAIR & TUNAIR HR : système de prévision de la

qualité de l’air UNIQUE en Afrique

Equipe modélisation

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Damien Piga – damien.piga@atmosud.orgMorgan Jaquinot – morgan.jaquinot@atmosud.org

Romain Souwaine – romain.souwaine@atmosud.orgBenjamin Rocher – benjamin.rocher@atmosud.org

Romain Derain – romain.derain@atmosud.orgHassan Hourani – hassan.hourani@atmosud.orgDylan Guttierez – dylan.guttierez@atmosud.org

Damien Bouchard – damien.bouchard@atmosud.orgSonia Oppo – sonia.oppo@atmosud.org

23/11/201835

Merci de votre attention

Publications GOUV’AIRNANCE 2016 à 2018 :

www.atmosud.org (données & Publications : Gabès)

www.aires-mediterranee.org/presentation_gabes.html

www.atmosud.org/fiche-etude/gouvairnance-gabes

www.facebook.com/Gouvairnance-Gab%C3%A8s-340620456427530/?modal=admin_todo_tour

www.lesbonsplanspourlair.org/-GOUV-AIRNANCE-en-Mediterranee-309-

www.anpe.nat.tn/Fr/

Contacts

• Dalila Taieb (ANPE) : taieb_dalila@yahoo.fr

• Sonia Oppo (AtmoSud) : sonia.oppo@atmosud.org

• Jérémy Sandonnat (AtmoSud) : jeremy.sandonnat@atmosud.org

• Alexandre Armengaud (AtmoSud) : alexandre.armengaud@airpaca.org